[發明專利]以碳納米管為溝道的MOS變容管及制備方法

在審

• 申請號: 202211269092.4
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115666137A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉一凡;張志勇
• 申請（專利權）人: 北京元芯碳基集成電路研究院;北京大學;北京華碳元芯電子科技有限責任公司
• 主分類號: H10K10/10
• 分類號: H10K10/10;H10K85/20
• 代理公司: 北京庚致知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11807
• 代理人: 韓德凱;李偉波

1.一種以碳納米管為溝道的MOS變容管，其特征在于，包括：

MOS結構，所述MOS結構包括柵電極和柵介質；以及

半導體性的碳納米管薄膜，所述半導體性的碳納米管薄膜作為所述MOS結構的溝道材料；

其中，通過調整施加在所述MOS結構的所述柵電極上的電壓對所述碳納米管薄膜的碳納米管電容進行調制以實現對所述MOS變容管的總電容的調制。

2.根據權利要求1所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管，其特征在于，通過在所述MOS結構的柵電極上施加正電壓或者負電壓將所述碳納米管薄膜的碳納米管電容調制至目標高值，通過在所述MOS結構的柵電極上施加零電壓將所述碳納米管薄膜的碳納米管電容調制至零值或接近零值。

3.根據權利要求1或2所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管，其特征在于，通過改變所述碳納米管薄膜的碳納米管密度調整所述MOS變容管的工作電壓范圍。

4.根據權利要求3所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管，其特征在于，所述碳納米管薄膜的密度優選為200～400根/微米。

5.根據權利要求4所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管，其特征在于，所述碳納米管薄膜為碳納米管二維結構。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管，其特征在于，所述MOS結構還包括短接源漏電極而形成的接觸電極，所述接觸電極配置在所述碳納米管薄膜的兩端區域的上方，所述柵電極配置在所述碳納米管薄膜的中間區域的上方。

7.根據權利要求6所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管，其特征在于，所述柵電極與所述碳納米管薄膜之間配置所述柵介質。

8.根據權利要求7所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管，其特征在于，所述碳納米管薄膜、所述柵介質、所述柵電極及所述接觸電極配置在所述MOS結構的表面絕緣的襯底上；

可選地，所述碳納米管薄膜為平行排列的碳納米管陣列薄膜或者無序排列的碳納米管網絡薄膜。

9.一種集成電路，其特征在于，包括權利要求1至8中任一項所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管；

可選地，所述集成電路包括模擬集成電路和/或射頻集成電路。

10.一種MOS變容管的制備方法，其特征在于，用于制備權利要求1至8中任一項所述的以碳納米管為溝道的MOS變容管，包括：

提供表面絕緣的襯底；

在所述襯底上制備一層半導體性的碳納米管薄膜，以作為所述MOS結構的溝道材料；

對所述半導體性的碳納米管薄膜進行圖形化，以形成半導體溝道區；

在所述半導體溝道區的兩端區域分別形成源漏電極，并使得源漏電極短接以作為接觸電極；

在所述半導體溝道區上制備柵介質；以及

在所述柵介質上制備柵電極；

可選地，所述源漏電極的短接區域形成在所述襯底上或形成在所述襯底上方的多層互聯中；

可選地，所述源漏電極由所述半導體溝道區的兩端區域延伸到所述襯底上；

可選地，所述柵介質及所述柵電極配置在所述碳納米管薄膜的兩端區域之間的中間區域的上方。